小学四年级数学在线游戏学习的教学实验研究

在线游戏学习的教学实验研究在线游戏学习的教学实验研究小学空间几何在线游戏小学空间几何在线游戏首都师范大学首都师范大学 教育技术系教育技术系杨卉杨卉yhmail.cnu.edu.cn1教学实验研究起因教学实验研究起因主 要 内 容在线游戏化学习环境简介在线游戏化学习环境简介在线数学游戏教学实验的研究在线数学游戏教学实验的研究2数学教学中存在的问题数学教学中存在的问题 教教 学学 实实 验验 研研 究究 起起 因因老师在平时没有足够地关注培养学生主动的学习态度 、学习方法和学习习惯；计算技能, 逻辑思维和想象力是数学能力的重要组成部分，但是 长期以来我们的数学教学只单一地关注逻辑思维的培养。现代社 会越来越需要在数学方面具有综合能力的人才，然而，综合数学 技能在目前的数学课程中没有被得到重视；很多学生对数学知识的学习更多的是被动接受，被调查的90% 的中学学生，以及80%小学学生反映，学生独立进行知识获取 和分组讨论的机会相当少；http:/www.2itedu.com/Article_show.asp?ArticleID=989&ad=0) 3一半以上学生对数学学习兴趣不大，许多学生觉得数学学习是 一件很枯燥而又困难的事，只有 ¼左右的学生回答是“最喜欢 数学”； 随着年级的增高，获得数学知识越多，学生对数学的学习兴趣 、自信心却下降；大部分学生趋向于认为 “数学学习是对纯数学问题的解决”， “学习数学是学习求解数学题的方法”；学生数学学习态度的调查学生数学学习态度的调查我们对小学四年级的一个班的学生问卷调查结果教教 学学 实实 验验 研研 究究 起起 因因通过对学生的调查表明：4网络在线游戏现状调查网络在线游戏现状调查据2006中国文化产业发展报告报道：2004年我 国网络游戏玩家1130万人，而据20042005年中国 传媒产业发展报告报道，在网络游戏玩家中学生是 主要的用户，18岁以下用户占14.3%，约为289.6万 人，小于16岁的用户占3.1%，约62.8万人。把网络游戏看作是“电子鸦片”，认为许多孩子 牺牲宝贵的学习时间和休息时间沉迷于网络游戏中 ，影响了孩子的学业和身体健康；中国网络在线游戏用户现状家长老师对网络游戏态度教教 学学 实实 验验 研研 究究 起起 因因5游戏对教育的作用游戏对教育的作用著名教育心理学家皮亚杰指出游戏给儿童提供 了巩固他们所获得新的认知结构以及发展他们情 感的机会，游戏是一种教育方式。著名教育家杜威（John Dewey）也指出：当 儿童在“从做中学（learning by doing）”过程 中“圆满地解决了那样一个问题，他就增添了知 识和力量”。能否利用网络游戏的积极部分，激 发学生学习热情，给学生带来全新 的网络教学模式？我们思考一个问题：我们思考一个问题：教教 学学 实实 验验 研研 究究 起起 因因6游戏化学习研究线路游戏化学习研究线路教教 学学 实实 验验 研研 究究 起起 因因建立游戏化学习支持环境原型选择游戏情境将知识点与游戏结合选择实验对象游戏化学习教学实验设计与实施思考问题：在游戏化学习中教师主导作用如何发挥思考问题：在游戏化学习中教师主导作用如何发挥 ？教学实验2建立教师工具7在 线 游 戏 化 学 习 环 境游戏情境设计游戏情境设计游戏情境是以中国古典小说西游记为背景，建立了一个虚拟故事情境，在该情境中创设了多个与数学几何知识点整合的任务 。我们希望学生在游戏中通过其替身“悟空”进行基于任务驱动 式的探究活动，从而改变学生对数学的学习态度，提高学生的主 动学习积极性和探究精神。 8游戏情境中的角色设计游戏情境中的角色设计该游戏为角色扮演游戏RPG，包含多种角色，不同角色拥有不 同的权限和使命：悟空：学生（玩家）可以选择其作为替身 ，学生可以控制其在游戏中的行为；NPC（No Payer Character） ：非玩家人 物，在游戏学习情境中他们能为学生提供 游戏线索、游戏任务、学习上的帮助等， 如：菩萨、菩提祖师、蛛儿等，他们拥有 不同的使命；学习伙伴：其他在线同学的替身“悟空”， 可共同完成任务；在 线 游 戏 化 学 习 环 境9游戏情境中的任务设计游戏情境中的任务设计 在 线 游 戏 化 学 习 环 境 知识点树游戏场景10游戏情境的交互环境设计游戏情境的交互环境设计三维立体国学生通过替身在完成任务过程中与场景交互与NPC交互：学生在创关时需要NPC的帮助或到NPC领取任务等与教师的交互：教师监控、在线帮助、答疑工具及公共交流空间 ；与同伴的交互：小组合作交流空间和公共交流空间盘丝洞公共交流空间与NPC对话在 线 游 戏 化 学 习 环 境 11在 线 游 戏 化 学 习 环 境学生在游戏化学习支持环境中的活动学生在游戏化学习支持环境中的活动一维线条国三维立体国单人游戏多人游戏12教师工具设计教师工具设计（1）支持教师对学生活动的监控（2）支持教师创设游戏情境，将教学设计与游戏形态相结合教师可以在线实时监视学生在用户端的行为，以及 对用户的其他历史信息进行监控；教师可以发挥其主导作用，根据学生行为和状态， 更新学生端的场景，对学生活动进行监控；游戏情境工具能够支持教师根据知识体系结构以及学生游戏学习的状态，将教学设计与游戏形态相结合，为学 习者设计并制作游戏情节、相应的场景和基于情境的任务 序列，即游戏形态的学生学习支架，来发挥教师的主导作 用，提高游戏学习的学习质量。在 线 游 戏 化 学 习 环 境13教师在游戏化学习支持环境监控活动教师在游戏化学习支持环境监控活动一维线条国三维立体国教师在线监控学生行为，个性化推荐游戏场景在 线 游 戏 化 学 习 环 境14教师利用场景创设工具创设游戏场景教师利用场景创设工具创设游戏场景三维立体国场景元 素添加场景文件 管理器关卡规则 编辑窗口可视化显示场 景效果在 线 游 戏 化 学 习 环 境15在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究三维立体国教学实验教学实验1 1 研究方案研究方案实验焦点实验焦点 ： 验证游戏化学习这一方式在实际教学中的效果和作用；游戏化学习是否对学生的学习态度产生影响 ；实验研究流程实验研究流程 ：16在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究三维立体国教学实验教学实验1 1 研究方案研究方案实验环境实验环境网络机房，机器配置：CPU ：PIIII 1.7G，内存：256M ，显存：32M。 36名小学四年级五班学生。学生掌握了空间与图形的基础内容，但是仍有许多难度较高的知识点内容没有学习到实验对象实验对象17三维立体国教学实验教学实验1 1 研究方案研究方案本实验研究采用质的研究方法和量的研究方法相结合的方法。在资料收集方面，课题研究小组和实验对象所在班级的数学教师一起采用实地观察法，在课堂中记录实验的关键过程和重要事件，形成实验日志。通过访谈方式，收集学生多游戏化学习的态度等相关资料。 通过调查问卷收集被试的相关数据，通过对数据分析，得出相关结论 。 在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究研究方法：研究方法：实验持续时间：实验持续时间：共持续了8周，每周一次晚自习1小时，在计算机机房进行学习内容介绍学习内容介绍本次游戏化学习内容是小学空间与图形知识，目的是让学 生通过游戏化学习能够从一维空间探索到二维空间、从二维 空间探索到三维空间，进而能够探索高维空间知识。 18三维立体国教学实验教学实验1 1 研究实施研究实施（1）家长动员 组织一次家长会征求了家长们的意见，向家长们说明了教学实验的目的和意义，最终得到了家长们的支持，表示愿意让自己的孩子作为该教学实验的实验对象。 在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究 研究前期工作研究前期工作 ：（2）被试异质分组班主任按照平时成绩对学生进行分组，每个小组由一个组长和两个组员组成合作小组。实验机房设置为三人一组，有利于学生组成小组进行讨论学习。 19三维立体国教学实验教学实验1 1 研究实施研究实施 前前测测被试的计算机和数学水平实验对象计算机 水平和数学成绩 成正态分布被试对普通游戏、教学课件和教学游戏的态度实验对象大多数希望 教师在上课时能够尽 量多的使用一些有意 思的教学课件和教学 游戏在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究20三维立体国教学实验教学实验1 1 研究实施研究实施被试的空间知识水平在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究 前测前测21三维立体国教学实验教学实验1 1 研究结果分析研究结果分析 前后测情况对比：经过使用SPSS软件进行差 异性检验得知：因此前后 测成绩在0.01的显著性水 平上有显著性的差异。结论结论1 1：游戏化学习可以游戏化学习可以 与传统的数学学习一样与传统的数学学习一样 有效地使学生完成数学有效地使学生完成数学 知识学习。知识学习。在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究22三维立体国教学实验教学实验1 1 研究结果分析研究结果分析85%的学生认为“现在感觉数学比较有趣，我比较喜欢它 ”31.1%的学生认为“现在感觉数学非常有趣，我非常喜欢它 ” 94%的学生认为在使用该软件的过程既是一个玩的过程，同 时也是一个学习的过程 74%的学生认为在使用该软件的过程中感觉到“非常兴奋” ；在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究 学生表现调查学生表现调查90%的学生使用该软件的过程中都遇到了不同程度的困难，遇到困难后，有45%的学生选择不断地重试，27%的学生选择问周围的同学，58%的学生选择问老师，没有一个学生选择放弃的 ；23三维立体国教学实验教学实验1 1 研究结果分析研究结果分析在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究B同学在玩其中一个关的时候，过了好多次，试用了 很多办法还是没能通过，老师就试探着说：这么难玩，放 弃了吧！B同学说：“绝不放弃，我一定要完成这个任务 ！”而老师反映，B同学平时学习数学时，在数学难题面前 经常表现得烦躁和缺乏坚持探索的精神，往往抄同学作业 的答案。 学生表现花絮学生表现花絮结论结论2 2：游戏化学习能够改善学生对数学学习态度：游戏化学习能够改善学生对数学学习态度24三维立体国教学实验教学实验1 1 研究结果分析研究结果分析当完成一个任务后，有58%的学生选择关注周围同学的进度 ，并帮助进度较慢的同学；45%的学生选择关注周围的同学，并 与他们比较进度。仅有6%的学生选择不关注周围同学的情况， 6%的学生选择即使有需要帮助的同学，也不愿意停下来去帮助别人，这两种情况的学生是极少数的。另外，在这次实验中还观察发现，部分学生的合作和竞争已 经超出了自己的小组范围，一些学生更乐于找与自己水平相当的同学进行比较，互相交流心得体会而且这种合作和竞争也超出了所规定的 实验时间，部分学生在实验时间结束之后仍然互相比较，交流。在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究问卷调查结果显示：问卷调查结果显示：25三维立体国教学实验教学实验1 1 研究结果分析研究结果分析结论结论3 3：游戏化学习能够有效地支持学生的交流与互：游戏化学习能够有效地支持学生的交流与互 动，提升合作学习质量动，提升合作学习质量在 线 数 学 游 戏 教 学 实 验 研 究学生的表现花絮：在一次实验开始前，一个同学对实验人员说：“老师，我搞 到游戏秘籍了！”，实验人员听后大惊，“这个游戏软件都有秘 籍了？”然后马上清醒过来，问：“哪里来的？什么样子的秘籍 ？”。这时，只见这个同学从口袋里掏出一个小巴掌大的纸片， 上面画着三空门的通关路线图，他边向实验人员展示边说：“这 是我找过了关的同学画的，这次一定能通过！”显然，在实验时间结束后，同学们还在为了游戏中的难关在 想办法，互相交流。 26三维立体国教学实验教学实验1 1 研究的反思研究的反思本次